Сборка трубопроводов под сварку

Обновлено: 24.01.2025

Ручная дуговая сварка трубопроводов из низкоуглеродистой, низколегированной стали и чугуна. Сварка трубопроводов имеет свои особенности, обусловленные тем, что эти конструктивные элементы обычно работают под давлением, следствием чего являются высокие требования к качеству сварочных работ. Трубы под сварку выбирают по внутренним диаметрам. В одну группу объединяют трубы, имеющие расхождение по внутреннему диаметру до 1 %, но не более 2 мм. Концы труб под сварку разделывают и обрабатывают - обрезают, снимают фаски механическим способом (резцом, фрезой или абразивным кругом).

Трубы из низколегированных и низкоуглеродистых сталей могут быть обработаны газовой или воздушно-дуговой резкой с последующей зачисткой кромок режущим или абразивным инструментом до удаления следов термической резки. Трубы тщательно очищают от попавших внутрь загрязнений (комьев грунта, грязи, камней и т.д.), после чего концы труб подготавливают к сварке. Торцы, скошенные кромки, а также прилегающие к ним поверхности очищают от грязи, мас'ла и окалины. Перед сборкой необходимо проверить правильность подготовки кромок и зачистить их до металлического блеска. Подготовка под сварку предусматривает выправку деформировавшихся при перевозке концов труб, проверку формы, состояния и совпадения кромок, трубы центрируются, проверяется правильность выставленных зазоров. При сборке стыков трубопроводов (или их секций) должно быть обеспечено правильное фиксированное взаимное расположение стыкуемых труб и деталей, а также свободный доступ к выполнению сварочных работ.

Трубы больших диметров можно взаимно фиксировать при помощи стяжечных приспособлений. Трубы небольших диаметров (до 100 мм включительно) собирают с прихваткой и с полным проваром корня коренного шва. Высота прихватки определяется толщиной стенок трубы и должна быть не менее 3 мм при толщине стенки до 10 мм и 5-8 мм при толщине стенки более 10 мм. Прихватку выполняют теми же электродами, которыми будут варить коренной шов. К качеству прихватки предъявляются те же требования, что и к основному сварному шву. Если при внешнем осмотре прихватки обнаружены поры и трещины, ее удаляют механическим способом. Допускается выполнять сборку труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей путем приваривания к ним технологических пластин или накладок, которые удаляют механическим способом по мере заполнения шва.

При сварке поворотных стыков ось трубы располагают горизонтально или вертикально. Если вращение стыка затруднено, то сварку выполняют в два поворота.

При сварке труб диаметром до 200 мм на стеллажах окружность стыка разделяют на две равные части. Каждый слой шва начинают с нижней части, смещаясь от нижней точки трубы вверх на 20-30 мм. Конец шва следует перекрывать на 20-30 мм. Стыки труб диаметром от 200 до 500 мм при сварке на стеллажах разбивают на 3-4 участка и сваривают снизу вверх, поворачивая каждый участок, располагая его вертикально. Второй слой заваривают участками, равными половине длины окружности, сначала с одной, а затем с другой стороны стыка снизу вверх. Последующие слои сваривают так же, как и второй слой, но с поворотом трубы на 180° или смещением начальной точки сварки на 50-60 мм от начала предыдущего слоя.

Свариваемость и свойства сварных соединений во многом определяются составом чугуна и его структурой. Чугуны различают по форме содержащегося в нем графита. Физические свойства чугуна указывают в его маркировке. Так, индексом «СЧ» маркируют серый чугун, чаще всего применяемый для изготовления конструкций. Механические свойства серому чугуну придает углерод, находящийся в несвязанном состоянии с кристаллами углерода пластинчатой формы.

Высокопрочный чугун маркируют индексом «ВЧ». Графит в этом виде чугуна имеет шаровидную форму за счет введения магния. Ковкий чугун маркируется индексом «КЧ». Увеличение пластичности основного материала обусловлено длительным Отжигом чугуна, что придает графиту хлопьевидную форму и позволяет ему находиться в свободном состоянии. Белый чугун («БЧ») содержит углерод в виде химического соединения цементита, который придает чугуну высокую твердость и хрупкость, что ограничивает его применение в конструктивных целях.

Технологию, режимы и материалы сварки чугунных трубопроводов подбирают в зависимости от вида чугуна и условий его эксплуатации. Сварку можно выполнять и холодным, и горячим методами. При сварке чугуна возможны такие дефекты, как охрупчивание сварного соединения и образование трещин вследствие остаточных напряжений и деформаций. Образование на поверхности сварочной ванны тугоплавких оксидов способствует появлению непроваров. Для борьбы с этими явлениями применяют предварительный и сопутствующий подогрев, обеспечивающий нужную структуру сварного соединения. Процесс подготовки свариваемых поверхностей практически такой же, как в ранее рассмотренных вариантах, и включает в себя очистку деталей, разделку кромок и т.д. Для того чтобы в процессе сварки расплавленный металл не вытекал, сварку лучше выполнять в нижнем' положении с формовкой сварочной ванны.

Сварку выполняют стальными, никелевыми, железно-никелевыми, медно-никелевыми и медно-железными электродами.

Газовая сварка трубопроводов. Прокладка трубопроводов диаметром до 100 мм редко обходится без сварки. При газовой сварке трубы сваривают стыковыми соединениями с выпуклым швом. Выпуклость шва зависит от толщины стенки и обычно находится в пределах 1-3 мм. Трубы со стенками толщиной до 3 мм сваривают без скоса кромок, выдерживая стыкс зазором, равным половине толщины стенки трубы. При сварке труб с более толстыми стенками кромки разделывают, выполняя скос под углом 35-45°. Острые кромки притупляют, чтобы они не оплавлялись при сварке.

При сварке труб необходимо следить за тем, чтобы расплавленный металл не протекал во внутреннюю полость, что снижает сечение трубопровода. Сварку трубопроводов целесообразно вести поворотным методом, выдерживая нижнее положение шва. Однако при монтажных работах это далеко не всегда возможно, поэтому сваривают потолочные и вертикальные швы. Сварку начинают с одной из точек и выполняют четырьмя участками, разделяющими периметр трубы на четыре равные части. В труднодоступных местах, где нельзя приблизить горелку к сварочному шву, выполняют сварку «с козырьком». Для этого в трубе вырезают козырек, сваривают труднодоступные места с внутренней стороны трубы, прикладывают козырек на место и заваривают остальные швы.

Сварка трубопроводов из легированных и разнородных сталей.

При изготовлении и монтаже технологических трубопроводов применяется свыше 40 марок легированных сталей. Обработка и сварка труб из этих сталей затруднены наличием легирующих элементов. Для получения сварного соединения хорошего качества необходимо правильно выбрать вид и способ сварки, сварочные материалы, режимы сварки, а также термическую обработку (предварительный и сопутствующий подогрев, высокий отпуск и отжиг после сварки и т.д.). При изготовлении и монтаже трубопроводов из легированной стали применяются ручная дуговая сварка, автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом, ручная и автоматическая аргонодуговая и полуавтоматическая и автоматическая в среде углекислого газа.

При ручной дуговой сварке труб из легированных сталей число слоев сварного шва зависит от толщины стенки трубы и расположения шва в пространстве. Первые два слоя накладываются электродами диаметром 2,5-3 мм, последующие слои - электродами диаметром 4 мм. При сварке поворотных стыков сварочный ток равен 80-100 А для аустенитных электродов диаметром 3 мм и 100-120 А для электродов диаметром 4 мм; для перлитных электродов диаметром 3 и 4 мм - соответственно 100-120 А и 120-160 А. При сварке неповоротных стыков сила тока должна быть меньше примерно на 15 %. Сварка выполняется, как правило, постоянным током обратной полярности при короткой дуге.

Режимы сварки поворотных стыков под флюсом подбираются исходя из диаметра свариваемых труб, толщины их стенки и свойств свариваемых материалов. Сварка ведется на постоянном токе обратной полярности. У труб со стенками толщиной До 20 мм все слои шва должны свариваться на одном режиме. При толщине стенки труб более 20 мм после заполнения разделки скорость сварки уменьшают на 60-70 %. Коррозионно-стойкие стали (хромоникелевые и хромистые) следует сваривать на минимальных режимах тока при максимально возможных скоростях. Диаметр сварочной проволоки при сварке под флюсом легированных сталей не должен превышать 2 мм. В качестве сварочного оборудования при сварке под флюсом применяются полуавтоматы серии ПШ (ПШ-5, ПШ-54 и др.) или автоматы ТС-17М, ТС-35 и др.

При аргонодуговой сварке неплавящимся электродом рационально сваривать трубы с толщиной стенки до 2,5 мм. При ручной сварке диаметры вольфрамового электрода и присадочной сварочной проволоки должны примерно быть равны толщине стенки трубы (до 4 мм) или притуплению (при комбинированной сварке). Сварочный ток (А) в этом случае будет равен 40 диаметрам неплавящегося электрода (мм). Сварка ведется на переменном и постоянном токе прямой полярности при помощи любой серийной сварочной горелки (например, типа АР).

Сварку плавящимся электродом рекомендуется использовать при толщине стенок трубы более 2,5 мм.

Для аргонодуговой сварки поворотных стыков труб применяют серийные автоматы с плавящимся электродом типа АСДП, АДПГ, АДСВ, полуавтоматы типа ПШП-10, ПДА-300 и др.

Сварка неповоротных стыков может осуществляться на автоматах типа АТВ, АТ, ТАМ, ОКА и других с неплавящимся электродом.

В среде углекислого газа могут свариваться хромоникелевые аустенитные стали (в основном жаропрочные), некоторые средне- и низколегированные стали. Сваривать трубы в среде углекислого газа можно автоматами типа ТСГ (например, ТСГ-7М) и полуавтоматами А-547У, ПДПГ-300, ПТВ, ПДПГ-500 плавящимся электродом диаметром 0,5-1,2 мм на постоянном токе обратной полярности.

При сварке труб из легированных сталей любыми способами необходимо учитывать следующие технологические особенности:

трубы из перлитных, мартенситно-ферритных и мартенситных сталей должны свариваться без перерывов. При вынужденных перерывах обязательно обеспечивают медленное и равномерное охлаждение металла, изолируя его любыми термоизоляционными материалами. Свободные концы труб при сварке должны закрываться во избежание образования тяги воздуха;
сваренные стыки труб должны остывать медленно;
в трубах из аустенитных сталей перед сваркой каждого последующего слоя предыдущий слой
в процессе сварки поверхность труб защищают от попадания брызг расплавленного металла любым надежным способом. По окончании сварки стыки труб очищаются от шлака, брызг и окалины. Запрещается наплавка клейма.

В практике современного строительства нередко осуществляется сварка труб из разнородных сталей, при которой соединяют различные по составу и структурному состоянию стали или сталь и металл шва, различающиеся по структуре. Применение аустенитных электродов для сварки неаустенитных сталей без последующей термической обработки допустимо при толщине стенок труб до 18 мм. Прихватка и сварка первых слоев, подварочного шва должны выполняться электродами диаметром не более 3 мм. Сварку следует проводить на умеренных режимах сварочного тока: 60-80 А при диаметре электрода

2 мм, 100-120 А при диаметре электрода 4 мм на возможно короткой длине дуги. Стали, кромки которых должны перед сваркой подогреваться, необходимо медленно охлаждать после сварки, а также при вынужденных перерывах в работе.

Приварка фланцев к трубам. Плоские фланцы приваривают к трубам сварными швами двух видов. При давлении в трубопроводе до 1 МПа фланцы приваривают без образования фаски на фланце (рисунок ниже, а). При этом высота шва составляет 5-10 мм в зависимости от диаметра трубы, а расстояние of торца трубы до края фланца - на 1 мм больше.

Стальные плоские приварные фланцы

а - для труб с давлением среды 0,25-1 МПа; б - сдавлением 1,6-2,5 МПа

Приваривать фланцы к патрубкам рекомендуется в приспособлении, которое состоит из нижнего неподвижного фланца и верхнего, поворачивающегося на шарикоподшипнике.

Патрубок с прихваченным фланцем устанавливают на приспособлении. При образовании кратера сварщик плотно опирает электрод чехольчиком обмазки в стык свариваемых деталей, держа электрод с наклоном 40-45° к горизонтальной плоскости и плавно поворачивая верхний фланец левой рукой по мере плавления электрода. Электрод остается неподвижным, а шов образуется за счет поворачивания свариваемых деталей. Сварка производится непрерывно, без обрыва дуги. Таким же способом сваривают внутренний шов.

Сварка трубопроводов в условиях низких температур. При сварке трубопроводов в зимних условиях, когда температура наружного воздуха ниже -20 °С, необходимо выполнять следующие мероприятия. Перед стыкованием внутреннюю полость труб очищают от снега и льда, стыки труб тщательно просушивают. Место сварки защищают от ветра и снега.

Прихватку труб нужно производить особенно тщательно. Прихватку можно заменить сплошной проваркой коренного слоя шва. Ручную дуговую сварку стыков выполняют только электродами Э42А или Э50А с основным покрытием или Э42 с газозащитным покрытием. При дуговой электросварке при температуре наружного воздуха ниже -10 °С на каждые 10 ° С понижения температуры силу тока увеличивают на 4-6 %. Исправление дефектов швов при низких температурах производится только с применением газовой резки (выплавкой) дефектных мест и заваркой их по еще теплому или подогретому металлу.

Для работы на открытом воздухе при температуре ниже -25 °С рекомендуется применять дуговую сварку на постоянном токе или газовую сварку с газовыми генераторами, приспособленными для работы при низких температурах. Во время сварки и при остывании стыков концы труб рекомендуется закрывать инвентарными пробками.

При зимних наружных сварочных работах может возникнуть необходимость предварительного подогрева, применение которого определяется маркой стали, ее толщиной и температурой окружающей среды. Подогрев осуществляют газовыми горелками, нагревателями комбинированного действия, гибкими пальцевыми нагревателями, индукторами. При подогреве следует соблюдать равномерность нагрева сварочной зоны.

Подготовка труб и деталей к сборке и сварке стыков

Подготовка кромок под стандартную разделку выполняется механической обработкой или газовой резкой с последующей зачисткой шлифмашинкой.

Схема обработки кромки

Перед сборкой труб необходимо:

Концы труб, имеющие трещины, надрывы, забоины, задиры фасок глубиной более 5 мм, обрезают.

При температуре воздуха ниже минус 5 °С правка концов фуб без их подогрева не рекомендуется.

Сборку стыков труб производят на инвентарных лежнях с использованием наружных или внутренних центраторов.

Допускаемое смещение кромок свариваемых фуб не должно превышать величины 0,155 + 0,5 мм, где 5 — наименьшая из толщин стенок свариваемых труб.

Сварка стыков разнотолщинных фуб или труб с соединительными деталями допускается без специальной обработки кромок при толщине стенок менее 12,5 мм (если разность толщин не превышает

2,0 мм). Сварка фуб или труб с соединительными деталями и патрубками арматуры с большей разнотолщинностью осуществляется стандартным переходом длиной не менее 250 мм.

При отсутствии стандартных переходов допускается производить на надземных и внутренних газопроводах низкого давления нахлес- точные соединения «фуба в трубе» размером */50х40, 40x32, 32x25, 25x20 мм.

Сварка нахлесточных соединений производится в соответствии с ГОСТ 16037 с выполнением следующих требований:

просвет между трубами, соединяемыми внахлест, не более 1—2 мм и равновелик по периметру;
величина нахлеста по длине соединяемых труб не менее 3 см;
на конце трубы меньшего диаметра выполняется фаска вовнутрь под углом не менее 45° на всю толщину стенки трубы;
соединение свариваемых торцов после специальной подготовки (утонения) кромок изнутри или снаружи более толстостенного элемента с толщиной стенки S₃ до толщины S₂ свариваемого торца, которая не превышает 1,5 толщины менее толстостенного элемента S₁.

Обработка свариваемых торцов труб

Сборку под сварку труб с односторонним продольным или спиральным швом производят со смещением швов в местах стыковки труб не менее чем:

на 15 мм — для труб диаметром до 50 мм;
50 мм — для труб диаметром от 50 до 100 мм;
100 мм — для труб диаметром свыше 100 мм.

При сборке под сварку труб, у которых швы сварены с двух сторон, допускается не производить смещение швов при условии проверки места пересечения швов физическими методами.

При закреплении труб в зафиксированном под сварку положении электродами, применяемыми для сварки корневого шва, следует выполнять равномерно расположенные по периметру стыка прихватки в количестве:

для труб диаметром до 80 мм — 2 шт.;
для труб диаметром свыше 80 мм до 150 мм — 3 шт.;
для труб диаметром свыше 150 мм до 300 мм — 4 шт.;
для труб диаметром свыше 300 мм — через каждые 250 мм.

Высота прихватки должна составлять */₃ толщины стенки трубы,

но не менее 2 мм; длина прихватки 20-30 мм при диаметре стыкуемых труб более 50 мм.

При сварке на внутреннем центраторе и последующей сварке целлюлозными электродами сварщикам следует приступать непосредственно к выполнению корневого шва без прихваток. Если в процессе сборки и установки технологического зазора прихватка была произведена, она должна быть полностью вышлифована и заварена вновь при сварке корневого шва.

Перед началом выполнения сварочных работ поворотных и неповоротных стыков труб производится просушка или подогрев торцов труб и прилегающих к ним участков путем нагрева до 50 °С:

при наличии влаги на трубах — независимо от температуры окружающего воздуха;
при температуре окружающего воздуха ниже плюс 5 °С.

Сварочные работы на открытом воздухе во время дождя, снегопада, тумана и при ветре свыше 10 м/с можно выполнять при условии обеспечения зашиты места сварки от влаги и ветра.

Необходимость предварительного подогрева стыков определяют в зависимости от марок стали свариваемых труб, подразделяющихся на следующие группы:

I — из спокойной (сп) и полуспокойной (пс) стали марок: Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4 по ГОСТ 380; 08, 10, 15 и 20 по ГОСТ 1050;
II — из кипящих (кп) сталей марок: Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4 по ГОСТ 380;
III — из низколегированных сталей марок: 09Г2С, 16ГС, 17ГС, 17Г1С и др. по ГОСТ 19281; марки 10Г2 по ГОСТ 4543.

Предварительный подогрев стыков производят при сварке труб с толщиной стенки от 5 до 10 мм электродами с рутиловым или целлюлозным покрытием при температуре наружного воздуха: ниже минус 20 °С — для труб I и II групп; ниже минус 10 °С — для труб III группы.

При сварке при температуре минус 10 °С подогрев труб с толщиной стенки более 10 мм обязателен. Минимальная температура подогрева должна составлять 10 °С и измеряться на расстоянии 5-10 мм от кромки трубы. Температуру предварительного подогрева контролируют контактными термометрами или термокарандашами (ТУ 6-10-1110). Место замера температуры контактными термометрами нужно предварительно зачистить металлической щеткой.

Если необходимы и просушка, и подогрев стыка, то производится только подогрев стыка. Не рекомендуется зажигать дугу с поверхности трубы. Дуга зажигается с поверхности разделки кромок или же с поверхности металла уже выполненного шва. При применении для сборки стыка наружных центраторов снимать их допускается после сварки не менее 50% стыка. При этом отдельные участки шва равномерно располагают по периметру стыка. Перед продолжением сварки корневого шва после снятия центратора все сваренные участки защищают, а концы швов прорезают шлифмашинкой. До полного завершения корневого слоя шва не рекомендуется перемещать свариваемый стык.

Для предупреждения образования дефектов между слоями сварного шва перед выполнением каждого последующего слоя поверхность предыдущего слоя очищают от шлака и брызг. Для облегчения удаления шлака рекомендуется подбирать режимы сварки, обеспечивающие вогнутую (менискообразную) форму поверхности корневого и заполняющих слоев.

Начало и конец кольцевого сварного шва отстоят от заводского шва трубы (детали, арматуры) не ближе:

50 мм— для диаметров менее 400 мм;
75 мм — для диаметров 1000 мм;
100 мм — для диаметров более 1000 мм.

Места начала и окончания сварки каждого слоя («замки» шва) располагают для труб диаметром 400 мм и более не ближе 100 мм от «замков» предыдущего слоя шва; для труб диаметром менее 400 мм — не ближе 50 мм.

СБОРКА ТРУБ ПОД СВАРКУ

-проверить состояние торцов труб, в случае необходимости (вмятины, рваные кромки, расслоения) обрезать концы труб, если задиры, забоины и т.д. глубиной более 5 мм.

Правку концов труб следует выполнять таким образом, чтобы не возникали трещины, кромки не смыкались, чтобы не было других повреждений, вмятины свыше 3,5 процента с наружного диаметра трубы удаляются; при температуре воздуха ниже минус 5 °C не допускаются правка концов труб без их предварительного подогрева.

-очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю наружную поверхности труб на ширину не менее 20 мм;

-проверить наличие фаски на торцах труб, при отсутствии заводской разделки кромок на трубах толщиной 5 мм и более необходимо снять фаску. Разделка кромок (угол скоса, притупление должно выполняться в соответствии с ГОСТ 16037-80.

При сборке труб допускается смещение кромок свариваемых труб величиной не более 0,15% от толщины стенки плюс 0,5 мм.

Толщина стенок, мм 3 4 5 6

смещения кромок труб, мм 0,95 1,1 1,25 1,4

Сборку труб лучше выполнять с помощью центраторов на. инвентарных подкладках и других приспособлений.

При сборке труб с продольным и спиральным швом последние должны быть смещены относительно друг друга на величину не менее чем на:

- 15 мм для диаметра трубы до 50 мм;

- 50 мм для диаметра трубы от 50 до 100 мм;

- 100 мм для диаметра трубы свыше 100 мм.

При сборке под сварку труб, у которых заводские швы (продольный и спиральный) сварены с двух сторон, допускается не производить смещение швов при условии проверки места пересечения швов физическими методами контроля.

После центровки труб необходимо наложить прихватки. Прихватки должны быть выполнены, как правило, с применением тех же материалов (электродов, сварочной проволоки), что и для основного шва, длина прихваток должна быть 20-30 мм, при диаметре стыкуемых труб до 50 мм включительно, 50-60 мм при диаметре более 50 мм.

Высота прихваток должна составлять 1/3 толщины стенки трубы, но не менее 2 мм.

Количество прихваток определяется в зависимости от диаметра труб таблице:

Диаметр условного прохода труб, мм	до 80	св.80 до 150 вкл.	св.150 до 300 вкл.	св.300
Количество прихваток	через каждые 250 мм шва

· Прихватки ставят с лицевой стороны соединения. · Поверхность прихватки очищают от шлака. · При сварке прихватку удаляют или полностью переплавляют.

Прихватка патрубков, ответвлений в местах расположения поперечных (кольцевых) сварных швов основного газопровода НЕ ДОПУСКАЕТСЯ.

Расстояние между поперечным швом газопровода и швом приварки к нему патрубка должно быть не менее 100 мм.

На внутренних газопроводах, а также в ГРП, ГРУ при врезках ответвлений диаметром до 50 мм включительно (в том числе импульсных линий) расстояние от швов ввариваемых штуцеров до кольцевых швов основного газопровода должно быть не менее 50 мм.

Электродуговую сварку труб выполняют в поворотном или неповоротном положении в зависимости от условия монтажа. При этом трубы со скосом кромок 30 градусов при толщине стенок до 6 мм должны свариваться не менее, чем в 2 слоя, при толщине стенок свыше 6 мм не менее, чем в три слоя.

СНиП III-42-80 : Сборка, сварка и контроль качества сварных соединений трубопроводов

очистить до чистого металла кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10 мм.

При стыковой сварке оплавлением следует дополнительно зачищать торец трубы и пояс под контактные башмаки сварочной машины.

4.2. Допускается правка плавных вмятин на торцах труб глубиной до 3,5 % диаметра труб и деформированных концов труб безударными разжимными устройствами. При этом на трубах из сталей с нормативным временным сопротивлением разрыву до 539 МПа (55 кгс/мм2) допускается правка вмятин и деформированных концов труб при положительных температурах без подогрева. При отрицательных температурах окружающего воздуха необходим подогрев на 100—150°С. На трубах из сталей с нормативным временным сопротивлением разрыву 539 МПа (55 кгс/мм2) и более — с местным подогревом на 150—200° С при любых температурах окружающего воздуха.

Участки и торцы труб с вмятиной глубиной более 3,5 % диаметра трубы или имеющие надрывы необходимо вырезать.

Допускается ремонт сваркой забоин и задиров фасок глубиной до 5 мм.

Концы труб с забоинами и задирами фасок глубиной более 5 мм следует обрезать.

4.3. Сборка труб диаметром 500 мм и более должна производиться на внутренних центраторах. Трубы меньшего диаметра можно собирать с использованием внутренних или наружных центраторов. Независимо от диаметра труб сборка захлестов и других стыков, где применение внутренних центраторов невозможно производится с применением наружных центраторов.

4.4. При сборке труб с одинаковой нормативной толщиной стенки смещение кромок допускается на величину до 20 % толщины стенки трубы, но не более 3 мм при дуговых методах сварки и не более 2 мм при стыковой сварке оплавлением.

4.5. Непосредственное соединение на трассе разнотолщинных труб одного и того же диаметра или труб с деталями (тройниками, переходами, днищами, отводами) допускается при следующих условиях:

если разность толщин стенок стыкуемых труб или труб с деталями (максимальная из которых 12 мм и менее) не превышает 2,5 мм;

если разность толщин стенок стыкуемых труб или труб с деталями (максимальная из которых более 12 мм) не превышает 3 мм.

Соединение труб или труб с деталями с большей разностью толщин стенок осуществляется путем вварки между стыкуемыми трубами или трубами с дeтaлями переходников или вставок промежуточной толщины, длина которых должна быть не менее 250 мм.

При разнотолщинности до 1,5 толщины допускается непосредственная сборка и сварка труб при специальной разделке кромок более толстой стенки трубы или детали. Конструктивные размеры разделки кромок и сварных швов должны соответствовать указанным на рис. 1.

Смещение кромок при сварке разностенных труб, измеряемое по наружной поверхности, не должно превышать допусков, установленных требованиями п. 4.4 настоящего раздела.

Подварка изнутри корня шва разностенных труб диаметром 1000 мм и более по всему периметру стыка обязательна, при этом должен быть очищен подварочный слой от шлака, собраны и удалены из трубы огарки электродов и шлак.

Рис. 1. Конструктивные размеры разделки кромок и сварных швов разнотолщинных труб (до 1,5 толщины стенки)

4.6. Каждый стык должен иметь клеймо сварщика или бригады сварщиков, выполняющих сварку. На стыки труб из стали с нормативным временным сопротивлением разрыву до 539 МПа (55 кгс/мм2) клейма должны наноситься механическим способом или наплавкой. Стыки труб из стали с нормативным временным сопротивлением разрыву 539 МПа (55 кгс/мм2) и более маркируются несмываемой краской снаружи трубы.

Клейма наносятся на расстоянии 100—150 мм от стыка в верхней полуокружности трубы.

4.7. Приварка каких-либо элементов, кроме катодных выводов, в местах расположения поперечных кольцевых, спиральных и продольных заводских сварных швов, не допускается. В случае если проектом предусмотрена приварка элементов к телу трубы, то расстояние между швами трубопровода и швом привариваемого элемента должно быть не менее 100 мм.

4.8. Непосредственное соединение труб с запорной и распределительной арматурой разрешается при условии, что толщина свариваемой кромки патрубка арматуры не превышает 1,5 толщины стенки стыкуемой с ней трубы в случае специальной подготовки кромок патрубка арматуры в заводских условиях согласно рис. 2.

Во всех случаях, когда специальная разделка кромок патрубка арматуры выполнена не в заводских условиях, а также когда толщина свариваемой кромки патрубка арматуры превышает 1,5 толщины стенки стыкуемой с ней трубы, соединение следует производить путем вварки между стыкуемой трубой и арматурой специального переходника или переходного кольца.

Рис. 2. Подготовка промок патрубков арматуры при непосредственном соединении их с трубами

4.9. При сварке трубопровода в нитку сварные стыки должны быть привязаны к пикетам трассы и зафиксированы в исполнительной документации.

4.10. При перерыве в работе более 2 ч концы свариваемого участка трубопровода следует закрыть инвентарными заглушками для предотвращения попадания внутрь трубы снега, грязи и т. п.

4.11. Кольцевые стыки стальных магистральных трубопроводов могут свариваться дуговыми методами сварки или стыковой сваркой оплавлением.

4.12. Допускается выполнение сварочных работ при температуре воздуха до минус 50°С.

При ветре свыше 10 м/с, а также при выпадении атмосферных осадков производить сварочные работы без инвентарных укрытий запрещается.

4.13. Монтаж трубопроводов следует выполнять только на монтажных опорах. Применение грунтовых и снежных призм для монтажа трубопровода не допускается.

4.14. К прихватке и сварке магистральных трубопроводов допускаются сварщики, сдавшие экзамены в соответствии с Правилами аттестации сварщиков Госгортехнадзора России, имеющие удостоверения и выдержавшие испытания, регламентируемые требованиями пп. 4.16—4.23 настоящего раздела.

4.15. Изготовление сварных соединительных деталей трубопровода (отводов, тройников, переходов и др.) в полевых условиях запрещается.

4.16. При производстве сварочных работ каждый сварщик (бригада или звено сварщиков в случае сварки стыка бригадой или звеном) должен (должны) сварить допускной стык для труб диаметром до 1000 мм или половину стыка для труб диаметром 1000 мм и более в условиях, тождественных с условиями сварки на трассе, если:

он (они) впервые приступил(и) к сварке магистрального трубопровода или имел(и) перерыв в своей работе более трех месяцев;

сварка труб осуществляется из новых марок сталей или с применением новых сварочных материалов, технологии и оборудования;

изменился диаметр труб под сварку (переход от одной группы диаметров к другой — см. а - в на рис. 3);

изменена форма разделки торцов труб под сварку.

Рис. 3. Схема вырезки образцов для механических испытаний

а - трубы диаметром до 400 мм включительно; б — трубы диаметром от 400 мм до 1000 мм; в — трубы диаметром 1000 мм и более; 1 —образец для испытания на растяжение (ГОСТ 6996-66, тип XII или XIII); 2 — образец на изгиб корнем шва наружу (ГОСТ 6996—66, тип XXVII или XXVIII) или на ребро; 3 — образец на изгиб корнем шва внутрь (ГОСТ 6996—66, тип XXVII или XXVIII) или на ребро

4.17. Допускной стык подвергается:

визуальному осмотру и обмеру, при котором сварной шов должен удовлетворять требованиям пп. 4.26; 4.27 настоящего раздела;

радиографическому контролю в соответствии с требованиями п.4.28 настоящего раздела;

механическим испытаниям образцов, вырезанных из сварного соединения в соответствии с требованиями п. 4.19 настоящего раздела.

4.18. Если стык по визуальному осмотру и обмеру или при радиографическим контроле не удовлетворяет требованиям пп.4.26,4.27, 4.32 настоящего раздела, то производится сварка и повторный контроль двух других допускных стыков; в случае получения при повторном контроле неудовлетворительных результатов хотя бы на одном из стыков бригада или отдельный сварщик признаются не выдержавшими испытание.

4.19. Механическими испытаниями предусматривается проверка образцов на растяжение и изгиб, вырезанных из сварных соединений. Схема вырезки и необходимое количество образцов для различных видов механических испытаний должны соответствовать указанным на рис. 3 и в табл. 3.

Подготовка труб к сварке

Для соединения стальных труб теплопроводов используют электроду говую автоматическую, полуавтоматическую и ручную сварку. Газовой сваркой соединяют трубы малого диаметра (с небольшой толщиной стенки труб). Вместе с тем газ широко применяют для резки труб. Способы сварки, а также типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений стальных трубопроводов должны соответствовать ГОСТ 16037-80.

После этого шлифовальными машинками, напильниками, реверсивными угловыми пневматическими щетками зачищают кромки до металлического блеска на длину не менее 10 мм снаружи и внутри. Центрирование стыка и поддержание труб при прихвате стыка осуществляются с помощью крана-трубоукладчика и центраторов, которые бывают наружные (винтовые, эксцентрические и звеньевые) и внутренние (гидравлические, пневматические и механические).

Сборка и сварка стальных труб

а,б — центраторы винтовой и эксцентриковые (для труб диаметром не более 350 мм)
в— центратор наружный; раликозвеньевой (для труб 520-1020 мм)
г — то же внутренний гидравлический (для труб 520 -1020 мм);
д, ш — последова-тельность операций при ручной электросварке стыков поворотным и неповоротным трехслойным швом;
ж — схема применения сварочной головки ПТ-56 для поворотной сварки стыков под слоем флюса;
з — то же для сварки корня шва шланговым держателем полуавтомата А-547р;
и, к — порядок наложения корневого шва при сварке труб большого диаметра тремя сварщиками;
л — то же заполнение остальной части шва двумя сварщиками;
1 — натяжной винт; 2 — свариваемые трубы; 3 — отверстие для воротка; 4 — центрирующие элементы;
5 — стык труб; 6 — штанга; 7 — ролики; 8 — лежни под трубы; 9 — корневой слой шва;
10 — сборник для флюса; 11 — сварочная проволока; 12 — регулировочный винт;
13 — панель с реостатом, вольтметром и выключателями; 14 — бункер для флюса;
15 — подающий механизм с двигателем и редуктором; 16 — кассета со сварочной проволокой;
17 — штатив; 18 — флюс; 19 — роликовая опора; 20—шланговый держатель; 21 — головка держателя;
(1)(2)(3) — позиции сварщиков; I, II, III — последователь¬ность наложения сварного шва неповоротного стыка

Электросварщик, проверив универсальным шаблоном величину зазора между торцами стыкуемых труб по всей окружности, прихватывает сваркой стык, после чего центратор снимается. По условиям прочности число прихваток в зависимости от диаметра свариваемых трубопроводов целесообразно принимать для труб диаметром до 100 мм — 1—2; для труб диаметром от 100 до 426 мм — 3—4; для труб диаметром свыше 426 мм — через каждые 300—400 мм по окружности. Длина одной прихватки должна быть для труб диаметром до 100 мм — 10—20 мм, для труб диаметром от 100 до 426 мм — 20—40 мм; для труб диаметром свыше 426 мм — 30— 40 мм. Высота прихватки должна составлять 0,6—0,7 толщины стенок труб, но не менее 3 мм для труб с толщиной стенки до 10 мм, а при большей толщине стенки — 5—8 мм.

Поворачивание звена при сварке труб производится после наложения шва на четверть окружности трубы с каждой ее стороны. Закрепляют звенья деревянными клиньями на лежнях у стыка. Сборка электросварных прямошовных труб производится с расположением продольных швов вверху трубы со смещением их относительно друг друга, что создает определенные удобства для осмотра при испытании трубопроводов.

Сварка поворотных стыков производится в горизонтальном положении с поворачиванием труб, а в вертикальном и потолочном положениях — без поворота труб. Сварка без поворачивания труб применяется при приварке к трубам отводов и компенсаторов, при сварке звеньев труб между собой и при монтаже узлов. Наиболее ответственными и сложными являются потолочные и горизонтальные швы соединений вертикально расположенных труб. Стыки звеньев труб на трассе могут свариваться как вручную, так и с помощью полуавтомата под слоем флюса или в среде углекислого газа. В зависимости от характера и условий работ выбирают сварочное оборудование, позволяющее вести сварку на постоянном или переменном токе.

Читайте также: